Gió có thể tạo ra năng lượng?
Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển Trái Đất. Sử dụng năng lượng gió là một trong các cách lấy năng lượng xa xưa nhất từ môi trường tự nhiên và đã được biết đến từ thời kỳ Cổ đại.
Ứng dụng năng lượng gió
Năng lượng gió đã được sử dụng từ hằng trăm năm nay. Con người đã dùng năng lượng gió để di chuyển thuyền buồm hay khinh khí cầu, ngoài ra năng lượng gió còn được sử dụng để tạo công cơ học nhờ vào các cối xay gió.
Ý tưởng dùng năng lượng gió để sản xuất điện hình thành ngay sau các phát minh ra điện và máy phát điện. Lúc đầu nguyên tắc của cối xay gió chỉ được biến đổi nhỏ và thay vì là chuyển đổi động năng của gió thành năng lượng cơ học thì dùng máy phát điện để sản xuất năng lượng điện. Khi bộ môn cơ học dòng chảy tiếp tục phát triển thì các thiết bị xây dựng và hình dáng của các cánh quạt cũng được chế tạo đặc biệt hơn. Ngày nay người ta gọi đó tuốc bin gió, khái niệm cối xay gió không còn phù hợp nữa vì chúng không còn có thiết bị nghiền. Từ sau những cuộc khủng hoảng dầu trong thập niên 1962 việc nghiên cứu sản xuất năng lượng từ các nguồn khác được đẩy mạnh trên toàn thế giới, kể cả việc phát triển các tuốc bin gió hiện đại.
Năng lượng điện tạo ra từ tuabin gió thế nào?
Vì gió không thổi đều đặn nên, để cung cấp năng lượng liên tục, năng lượng điện phát sinh từ các tuốc bin gió chỉ có thể được sử dụng kết hợp chung với các nguồn năng lượng khác như năng lượng mặt trời: Gió thổi vào ban đêm thường mạnh hơn ban ngày.
Một khả năng khác là sử dụng các nhà máy phát điện có bơm trữ để bơm nước vào các bồn chứa ở trên cao và dùng nước để vận hành tuốc bin khi không đủ gió. Xây dựng các nhà máy điện có bơm trữ này là một tác động lớn vào thiên nhiên vì phải xây chúng trên các đỉnh núi cao.
Công suất dự trữ phụ thuộc vào độ chính xác của dự báo gió, khả năng điều chỉnh của mạng lưới và nhu cầu dùng điện.
Người ta còn có một công nghệ khác để tích trữ năng lượng gió. Cánh quạt gió sẽ được truyền động trực tiếp để quay máy nén khí. Động năng của gió được tích lũy vào hệ thống nhiều bình khí nén. Hệ thống hàng loạt bình khí nén này sẽ được luân phiên tuần tự phun vào các turbine để quay máy phát điện. Như vậy năng lượng gió được lưu trữ và sử dụng ổn định hơn (dù gió mạnh hay gió yếu thì khí vẫn luôn được nén vào bình, và người ta sẽ dễ dàng điểu khiển cường độ và lưu lượng khí nén từ bình phun ra), hệ thống các bình khí nén sẽ được nạp khí và xả khí luân phiên để đảm bảo sự liên tục cung cấp năng lượng quay máy phát điện (khi 1 bình đang xả khí quay máy phát điện thì các bình khác sẽ đang được cánh quạt gió nạp khí nén vào).
Nếu cộng tất cả các chi phí bên ngoài (kể cả các tác hại đến môi trường ví dụ như vì thải các chất độc hại) thì năng lượng gió bên cạnh sức nước là một trong những nguồn năng lượng rẻ tiền nhất
Tuabin gió là gì?
Tuabin gió – còn được gọi là wind turbine, có hình dáng và cách thức hoạt động tựa như cối xay gió. Công năng tuyệt vời của tuabin gió chính là việc dựa vào tốc độ quay của cánh quạt 13-20 vòng/ phút để chuyển đổi động năng của gió thành cơ năng, sau đó tiếp tục chuyển hóa thành điện năng. Nhờ đó mà sản phẩm này được ví von như một chiếc máy phát điện sử dụng sức gió hiệu quả. Tuabin gió ghi điểm tuyệt đối trong nền công nghiệp phát triển hiện nay bởi khả năng tạo nên nguồn năng lượng (điện năng) vững bền mà lại vô cùng thân thiện với môi trường.
Điện từ năng lượng gió và tua-bin đầu tiên trong lịch sử điện gió
Sử dụng năng lượng gió là một trong những cách lấy năng lượng xa xưa nhất từ môi trường tự nhiên, bắt đầu từ việc tận dụng sức gió để di chuyển thuyền buồm. Sau các phát minh ra điện và máy phát điện, ý tưởng dùng năng lượng gió để sản xuất điện cũng được hình thành.
Năm 1887, một người Scotland tên là James Blyth đã làm được hệ thống phát điện bằng sức gió đầu tiên với một trục thẳng đứng chắc chắn có chiều cao 10 mét và 4 cánh quạt, tạo ra năng lượng chiếu sáng cho ngôi nhà trong kỳ nghỉ của mình.
Năm 1888, kỹ sư, nhà phát minh người Mỹ Charles Francis Brush đã phát minh ra một cối xay gió lớn tạo ra điện cung cấp cho dinh thự của mình ở Cleveland, Ohio. Nó có thể sản xuất 12 kW điện. Từ đây, những chiếc cối xay gió tạo điện bắt đầu được biết đến với tên “tua-bin gió”.
